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1、第十三章 电功和电功率一、电能和电功常见的用电器电流通过电灯时,灯丝灼热发光,电能转化为内能和光能。电吹风利用电流做功,把电能转化成机械能和内能。电热水瓶,利用电能把水烧开。电能转化为内能。洗衣机利用电能,把衣物洗净。电能转化为机械能。1、以上用电器工作时，能是怎样转化的？答：把电能转化为其他形式的能。2、做功的实质什么？答：做功的实质是实现能的转化（能的转化是靠做功实现的），能转化的过程就是做功。观察结论3、电流流动时能做功吗？答：电流流过用电器，把电能转化为其他形式能的过程，也就是电流做功的过程，所以，电流能够做功。电功：电流所做的功。表示：W实质：电流做功的过程实际上就是电能转化为其他形
2、式能量的过程，电流作了多少功就有多少电能转化为其他形式的能。也就是消耗了多少电能；获得了多少其他形式的能。电能和电功想一想：下面几种情况电流做功了没有？如果做了电路中的能量是如何转化的？1、正在转动的电动机。2、家中取暖的电热毯。3、教室里亮着的电灯。4、热饭用的微波炉。你能猜想电流做功与哪些因素有关吗？你能猜想电流做功与哪些因素有关吗？电压、电流、电阻中你想否绝什么？还想添加什么？确定电流做功与哪些因素有关？电压、电流、通电时间。交流论证：1、电路中电流电压一定，通电时间越长，钩码升高的越高，表明电流做功越多。2、在通电时间一定时，电压电流越大，钩码升高的越高，表明电流做功越多。结论：实验表
3、明：电路中电压越大，电流越大，通电时间越长，电流所作的功越多。精确试验数据表明：电流所作的功跟电压、电流和通电时间成正比。电功等于电压、电流和通电时间的乘积。U：电压伏特 I：电流安培t ：时间秒 W：电功焦耳W=UIt电功的单位电功的单位是焦耳(J )生活中常用千瓦时又叫“度”，符号是 kWh1 kWh=3.6106J220 V 电能标应在220V的电路中使用。2.5（10）A 电能表的允许通过的最大电流为2.5A，短时间允许通过的最大电流是10A。50 Hz 电能表在50 Hz的电路中使用。1440 rkWh 每消耗1 KWh的电能，电能表转盘转过1440转。1kWh=1度=3.6106J
4、3、技术参数和示数说明：持续工作的最大电流5A,短时间可通过电流5A10A额定电压220V1KWh电能表转盘转动圈数为1200转其他电子式单向电能表重要参数imp/（kWh）：表示用电1kWh指示灯闪烁的次数，如6400imp/(kWh)IC卡电能表月末的数字减去月初的数字：561.6-478.2=83.4kWh计数特点：累计电能表读数：电能表 1、电能表的作用：测电功2、根据计数器读数：月初月末本月用电18.6 kWh3246.8 kWh3265.4 kWh1、小明家的电能表本月末的示数是3760，上月末的示数是3646，这个月他家用去多少电能？如果电费为0.45元/度，这个月他家应交多少电
5、费？解：W=W1W2=3760度-3646度=114度，114度0.45元/度=51.3元。答：这个月他家应交51.3元电费。练一练！2、家用电灯在一次使用时通过的电流是0.2A，消耗的电能是2.64104J,这个电灯这次用了多长时间？解：I=0.2A，W=2.64104J,U=220V,由W=Uit,得答：这个电灯这次用了600s第十三章 电功和电功率二、电功率体验1.电流做功的快慢 活动：观察家庭中一些用电器工作时的情况。活动1：让电饭锅单独工作,观察发现电能表表盘转得很快。活动2：让电视机单独工作,观察发现电能表表盘转得很慢。预习情景感知(1)对比活动1和2,可看出,在相同时间内,单独工
6、作时,电能表表盘转动的转数多。(2)在相同时间内,电能表表盘转动的转数多,就表明在相同时间内,消耗的多。电饭锅电能体验2.小灯泡的亮暗活动：把2.5 V小灯泡与电源、开关、电流表串联接入电路活动1：电路中用一节干电池与小灯泡串联,观察小灯泡的亮度及电流表的示数。活动2：电路中用两节干电池与小灯泡串联,观察小灯泡的亮度及电流表的示数。(1)对比活动1和2,可以看出,当电路中的电压不同时,电路中的电流(选填“相同”或“不同”)。(2)活动中的灯泡比较亮。不同21.电功率的意义、定义和单位各是什么?2.电功率的计算公式是什么?3.额定功率和实际功率的关系是什么?预习设疑探究1.电功率 1.通过“体验
7、1”可知：相同时间内,电流做的功越多,电能表的转盘就转得,在物理学上用物理量来表示电流做功的快慢。探究合作释疑越快电功率2.电功率的定义，分析下列数据,回答问题：用电器通电时间/s电流做功/JA灯100600B灯1001 000C灯501 000(1)比较A灯和B灯,灯电流做功快,原因是通电时间相同时,。(2)比较B灯和C灯,灯电流做功快,原因是电流做的功相同时,。BB灯做功多,做功多的做功快CC灯所用时间少,做功时间少的做功快解析：电流做功时间相同时,可比较电流做功的多少,用相同的时间,做功多的,做功快；电流做功相同时,可比较时间,电流做相同的功,用的时间少的,做功快.(3)与速度和功率的定
8、义类比,如何比较A灯和C灯做功的快慢?解析：速度通过路程和时间之比,比较运动的快慢,功率通过做功和时间之比,比较做功的快慢,而A灯和C灯电流做功的时间不同,做的功也不同,故也可采取比值的方法比较。即用做功多少与时间之比比较做功的快慢。答案：采用比值的方法,用电流做的功与做这些功所用的时间的比值进行比较。(4)通过上述分析,得出电功率的定义是_。解析：运用比值法,判定每盏灯电流做功的快慢,与其他方法结果相同,所以在物理上把电流做的功与完成这些功所用时间的比叫做电功率。答案：电流做的功与完成这些功所用时间的比。3.电功率的计算(1)基本公式：若用P表示电功率，用t表示做功用的时间，用W表示电流做的
9、功，则由电功率的定义可得出公式_。(2)推导公式：由W=UIt导出电功率的大小P=_。UIUI探究2.额定功率和实际功率 1.认识实际功率：由“体验2”可看出,小灯泡的亮暗由小灯泡两端的和通过小灯泡的共同决定。解析：分析“体验2”中小灯泡的亮度,可发现,小灯泡较亮时,其两端电压和电流都大,小灯泡较暗时,其两端电压和电流都小。电压电流2.如图,观察小灯泡的铭牌,其数值“3V 1.5W”各表示什么含义?解析：3V”表示用电器正常工作时的电压为3V,即额定电压为3V,如果用电器两端的电压不是3V,则用电器不能正常工作。1.5W表示用电器在额定电压下的功率为1.5W,如果用电器两端的电压不是3V,则用
10、电器的功率就不是1.5W。答案：“3V1.5W”中的“3V”表示额定电压,“1.5W”表示额定功率。3.把“3V1.5W”的小灯泡接入如图所示电路,调节滑动变阻器,使小灯泡的电压分别为3V、2V和4V,比较实际功率与额定功率的关系。解析：由公式P=UI可知,用电器两端的电压不同,其功率就不同,电压越大,其功率越大,电压越小,其功率越小。答案：当实际电压等于额定电压时,其实际功率等于额定功率；当实际电压不等于额定电压时,其实际功率不等于额定功率。一、电功率1.意义：表示_ 的物理量。2.定义：电流做的_与完成这些功_的比，用符号P表示。3.公式：P=_=_,即电功率的大小等于用电器两端的_和_的
11、乘积。电流做功快慢所用时间UI电压通过它的电流功知识小结4.单位：(1)基本单位：_,简称_,符号 _。(2)常用单位：_,符号_ 。(3)换算关系：1kW=_W,1W=_J/s=_VA。瓦特瓦W千瓦kW100011二、额定功率1.额定电压：用电器_时的电压值。2.额定功率：用电器在_下工作时的功率。3.实际电压：用电器_时的电压。4.实际功率：用电器在_下工作时的功率。正常工作额定电压实际工作实际电压拓展延伸 数字功率表数字功率表是测量交流电功率的数字仪表。其测量原理是利用瞬时值乘法器,将被测交流电压和交流电流进行瞬时值相乘,输出电压的平均值U即正比于交流电功率的平均值。数字功率表以瓦为单位
12、显示。考点：电功率的计算典例 如图所示,把20的电阻R1和30的电阻R2串联起来,接在电压为6V的电源上。闭合开关后,求：(1)电流表的示数；(2)电路消耗的总功率。典例精析思路导引解析：本题考查了欧姆定律及电功率的计算。(1)因为R1、R2串联,所以R=R1+R2=20+30=50,所以 .(2)P=UI=6 V0.12 A=0.72 W。答案：(1)0.12 A (2)0.72 W方法归纳：电功率的推导公式推导公式：(1)推导过程：(2)使用技巧(3)推导公式：只适用于纯电阻电路(如电灯、电炉、电热器、电饭煲等)中的电功率计算，不适用于含有电动机、压缩机(如电风扇、电冰箱、空调器等)非纯电
13、阻的功率计算。1.关于电功率的说法正确的是（）A.用电器消耗电能越大，电功率越大B.用电器消耗电能时所用的时间越少，电功率越大C.用电器消耗电能越快，电功率越大D.以上说法都不正确基础达标C2.如图所示,手电筒中的电流为0.5A,电源为三节干电池,则该手电筒小灯泡的功率最接近（）A.0.25W B.0.75W C.2.25W D.9.00WC3.下列用电器正常工作时,功率最接近200W的是()A.空调 B.洗衣机C.电视机 D.电冰箱C4.小灯泡的额定电压为6.3V,当小灯泡两端的电压为6.3V时,用电流表测得通过小灯泡的电流如图所示,则测得此时通过小灯泡的电流为A,小灯泡的额定功率为W。1.
14、890.3第十三章 电功和电功率三、学生实验：探究小灯泡的电功率回想“测量小灯泡的电阻”的实验，回答：a.本实验的实验原理：_b.本实验要测的物理量_c.实验电路图：d.滑动变阻器在本实验中的作用：R=U I改变电路中的电流和灯泡两端的电压复习提问1.如图所示为灯泡的铭牌，说出“22040”的含义：220-40灯泡的额定电压为220V灯泡的额定功率为40W2.如图所示为实验用小灯泡，上面标有“2.5V”字样,你知道“2.5V”是什么意思吗？灯泡的额定电压为2.5V如果想知道灯泡的额定功率应怎么办？用电流表测量小灯泡正常发光时（电压为2.5V）时的电流，利用P=UI 即可求出它的额定功率。2.5
15、V想想议议：回顾上一章“测量小灯泡的电阻”的实验,能想办法测量小灯泡的电功率吗?根据公式：P=UI,测量出小灯泡两端的电压和流过灯泡的电流,就能求出电功率。知道实验原理会用电压表电流表测小灯泡电功率理解额定功率和实际功率探究目标2.明确实验原理3.确定需测量的物理量1.明确实验目的U、I测量小灯泡电功率，探究实际功率和额定功率的关系 P=UI设计实验4.设计实验电路图为了能保护电路和连续改变小灯泡两端的电压使其达到一定值，于是要加入滑动变阻器。AV干电池、导线、开关、小灯泡、滑动变阻器、电压表、电流表。5.明确实验器材6.设计实验记录表格小灯泡的额定电压：2.5 V 小灯泡两端的电压电压U/V
16、电流I/A电功率P/W小灯泡亮度等于额定电压高于额定电压低于额定电压1、根据电路图连接电路连接电路时，应注意：(1)开关应_。(2)小灯泡的额定电压为2.5V，电阻约8，则电压表、电流表应选择的量程分别是_、_。(3)闭合开关前，滑动变阻器应调到_。断开00.6A03V 阻值最大进行实验2、闭合开关，调节滑片，使电压表的示数达到2.5V，记下电流表的示数；3、调节滑片使电压表的示数略大于2.5V（最大只能调到3V），记下电流表的示数；4、调节滑片使电压表的示数小于2.5V（可调到2V），记下电流表的示数动手操作 连接电路认真记录数据小灯泡的额定电压：2.5 V 小灯泡两端的电压电压U/V电流I
17、/A电功率P/W小灯泡亮度等于额定电压高于额定电压低于额定电压2.531.51.把你测量的实际功率与小灯泡的额定功率进行比较,它们是否一定相等？2.在不同的实际功率下,灯泡的亮度一样吗?3.你认为小灯泡的亮暗是由什么决定的？分析论证小灯泡实际消耗的电功率不一定等于额定功率.当小灯泡U实=U额时，P实=P额；正常发光当小灯泡U实U额时，P实P额；较亮当小灯泡U实U额时，P实P额；较暗小灯泡的亮度是由它的实际功率决定的。结论（1）不同电压下，小灯泡的电功率（）.实际电压越大，小灯泡电功率越（）。（2）小灯泡的亮度由小灯泡的（）决定，（）越大，小灯泡越亮。不同大实际功率实际功率实验中最可能出现错误的
18、是哪几个环节？在哪方面容易出现较大的误差？在实验的设计、操作和分析过程中，你发现了哪些新的问题？评估与交流小组讨论1、小明在实验中，测得小灯泡的三次电功率为0.6W、0.36W、0.72W，他认为小灯泡的额定功率应为三次功率的平均值，你认为小明的说法是否正确？为什么？灯泡在不同的电压下功率是不同的，小灯泡的额定功率应是在额定电压下的功率。所以求小灯泡的平均值是没有意义的。2、在测量小灯泡电功率的实验中，调节滑动变阻器多次测量的目的是？比较灯泡在不同电压下的功率和发光情况。3、在测量小灯泡电功率的实验中，小明发现小灯泡不亮，电流表没有示数，而电压表有示数，则电路中的故障是？灯泡断路。现象1：小成
19、连接的实验电路，闭合开关，发现电压表的指针反偏。电压表的“+”、“”接线柱接反。反馈练习分析下列实验现象原因现象2：小黄连接的实验电路，闭合开关，移动滑片，灯泡亮度变化明显，但电流表的指针摆动较小，很难读出电流值。电流表选用的量程偏大。小灯泡的电流一般小于0.6A,所以用00.6A的量程即可。现象3：小洋连接的实验电路，变阻器与灯泡串联，但闭合开关时发现小灯泡特别亮。1.闭合开关前没有将滑动变阻器调到阻值最大。2.如果将滑动变阻器的上面两个接线柱同时接入电路也会出现这种情况。现象4：小宇连接的电路，闭合开关后发现小灯泡不亮，电压表有示数，电流表指针不动。产生这个现象的原因可能有两个：一是小灯泡
20、开路，即小灯泡的灯丝断了或接线没有接好；另一原因是电流表和电压表的位置接反了。现象5：小琪的实验电路连接正确，但是实验中无论怎样调节滑动变阻器，小灯泡都不能正常发光（始终比较暗）。小灯泡比较暗，说明它两端的电压比较小，而当滑动变阻器接入电路的电阻为零时，小灯泡两端的电压就是电源的电压，可见，问题只能是电源的电压太低。因此，完成这个实验时，电源的电压一定要比小灯泡的额定电压大20%以上。现象6：小颖连接的实验电路，闭合开关后，发现小灯泡变亮时电流表的示数变大，但是电压表的示数却变小。说明电压表测量的不是小灯泡的电压；而小灯泡的电压变大，滑动变阻器两端的电压正好变小，所以电压表实际测量的是滑动变阻
21、器的电压。当堂检测在测量额定电压为“3.8V”的小灯泡的额定功率的实验中，电源电压为6V；小灯泡的功率不超过1.5W，则关于电压表和电流表的量程选择正确的是（）A.03V 00.6A B.015V 00.6AC.015V 03A D.03V 03AB第十三章 电功和电功率四、电流的热效应手靠近发光的白炽灯，手会感到热；给电热水壶通电，电热水壶可以将其中的冷水加热；给烤箱通电，电烤箱可以将面包烤熟,这些都是利用了电流的热效应。什么是电流的热效应？导体中有电流通过的时候，导体会发热，这种电流通过导体时，电能转化为内能的现象叫做电流的热效应。一、电流的热效应 灯泡发光一段时间后，用手触摸灯泡，有什么
22、感觉？用手触摸电线感觉是否一样呢？思考电流产生的热量与哪些因素有关呢?二、电流的热效应与哪个因素有关1.实验内容：电流通过导体时,产生的热量与哪些因素有关?2.实验方法：控制变量法3.实验过程：(1)电流相同,通电时间相同,电阻不同；(2)电阻相同,通电时间相同,电流不同；(3)电阻相同,电流相同,通电时间不同。实验探究二、电流的热效应与哪个因素有关探究一：电流、时间相同，电阻不同 在电流大小和通电时间相同的条件下，容器内电热丝的阻值越大，液体温度升高越 。多探究二：电阻、时间相同，电流不同 在电热丝阻值和通电时间相同的条件下，通过容器内电热丝的越大，液体温度升高越 。多探究三：电阻、电流相同
23、，时间不同 在电热丝阻值和电流大小相同的条件下，通电时间越长，容器内的液体温度升高得越 。多1.在通电电流和通电时间相同的条件下，电阻越大，电流产生的热量越多。3.在电阻和通电时间相同的条件下，电流越大，电流产生的热量越多。2.在通电电流和电阻相同的条件下，通电时间越长，电流产生的热量越多。实验分析实验结论 电流通过导体时产生的热量跟电流的平方成正比,跟导体的电阻成正比,跟通电时间成正比。A该实验研究的是电流的热效应B实验中采用了控制变量法C观察实验现象可知,在其它条件相同时，电阻越大产生的热量越少D实验中是通过观察温度计示数的高低来判断电流通过导体时产生热量的多少例题 下列关于如图所示实验的
24、说法中错误的是（）C1.内容：电流通过导体产生的热量跟电流的平方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比。2.公式：Q=I2Rt3.单位：I-安，R-欧，t-秒，Q-焦。注意：1.热量跟电流的平方成正比，在电阻和通电时间不变的情况下，若通过一个用电器的电流增加到3倍时，它产生的热量增大到 倍。2.如果导体的电阻为零，那么电流流过导体时还有热量产生吗？9三、焦耳定律答案：无 那么是不是所有的电路电流做的功都等于产生的热量呢？电热与电功的关系若电能全部转化为内能：电功全部用来产生热量，如电饭锅，则Q=W（I2Rt=UIt）若电能部分转化为内能：电流所产生的热量仅是电流做功中的一部分。如：电流通
25、过电动机时，则Q 1000W，所以可以接入。不可以。因为P总=1000W+200W=1200W 1100W,所以超出电能表的最大功率，会把电能表烧坏。1.家用保险丝是由电阻率较 ，熔点较 的铅锑合金制成的。2.当有过大的电流通过时，保险丝产生较多的 ，使它的温度达到 ，保险丝 ，自动切断电路，起到保险作用.保险丝应安装在 路上。低大热量熔点熔断干小结 3.测电笔是用来辨别_线和_线的，手应该接触笔尾的_，笔尖接触一根电线，如果氖管发光，表示接触的是_线,否则是_线。火零金属体火零第十三章 电功和电功率六、安全用电触电事故触电时的危害与哪些因素有关 触电时电流对人体的危险性跟_、_ 等因素有关。
26、电流的大小通电时间的长短了解各种电压值对人体安全电压：家庭电路电压：动力电路电压：高压输电电压：低于36 V220 V105 V380 V触电原因 家庭电路中的触电事故都是人 造成的。直接或间接跟火线连通测电笔构造：作用：使用：辨别火线和零线如下所示触电种类低压触电：单线触电 双线触电高压触电：高压电弧触电 跨步电压触电高压电弧在人体中产生电流要保证安全用电 首先要避免直接接触火线.同时还要注意那些本来不带电的物体带了电或本来绝缘的物体变成了导体。对于安全用电必须做到“四不”不接触低压带电体不靠近高压带电体不弄湿用电器不损坏绝缘层发生触电时的措施 应立即断开电源开关，切断电路或用绝缘体将电线挑开，并现场抢救。